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Questão 39634

UERJ 2010
Física

(Uerj 2010)  A figura a seguir representa uma piscina completamente cheia de água, cuja forma é um prisma hexagonal regular.

 

Admita que:

– A, B, C e D representam vértices desse prisma;

– o volume da piscina é igual a 450 m3 e frac{ar{AB}}{ar{CD}}=frac{sqrt{3}}{10};

– um atleta nada, em linha reta, do ponto A até o ponto médio da aresta ar{CD}, utilizando apenas glicose como fonte de energia para seus músculos.

 

A velocidade média do atleta no percurso definido foi igual a 1,0 m/s.

O intervalo de tempo, em segundos, gasto nesse percurso equivale a cerca de:

A

12,2

B

14,4

C

16,2

D

18,1

Gabarito:

18,1



Resolução:

Como a velocidade é 1m/s, o tempo gasto será numericamente igual à distância percorrida. d = v*t - > d = 1*t.

O primeiro a se fazer é encontrar quanto vale o lado da base. 

Para isso vamos usar as informações de frac{overline{AB}}{overline{CD}} = frac{sqrt3}{10} e V = Ab.h.

No nosso caso A_b = frac{3L^2sqrt{3}}{2} e h = overline{AB} = frac{Lsqrt3}{10}, dado que CD é um dos lados de uma das bases.

450 = frac{3L^2sqrt{3}}{2}cdot frac{Lsqrt3}{10}

L^3 = frac{450*20}{9} Rightarrow L = 10.

Sendo M o ponto médio do segmento CD, AM² = AC² + CM², pois o triângulo ACM é retângulo em C.

AC é o lado oposto ao ângulo de 120º no triângulo isósceles ABC, assim o comprimento de AC pode ser determinado pela lei dos cossenos ou pela lei dos senos.

Usando a lei dos senos: frac{L}{sen(30^circ)} = frac{AC}{sen(120^circ)}

AC = frac{Lsen(60^circ)}{sen(30^circ)} = 10sqrt3.

Assim podemos substituir na relação já escrita:

\AM^2 = CM^2 + AC^2 Rightarrow \\ AM^2 = 25 + 300 = 325

18² = 324, então AM é maior que 18, logo o tempo gasto, que é numericamente igual a AM também será maior que 18.

 

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